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1、4G4G网络技术概述网络技术概述4G网络技术概述网络技术概述什么是什么是4G4G网络网络14G4G网络的特点网络的特点24G4G网络的主要技术网络的主要技术34G4G网络的安全问题网络的安全问题44G4G网络的现状及未来网络的现状及未来54G网络技术概述网络技术概述什么是什么是4G4G网络网络1什么是什么是4G网络？网络？v每一代无线通信网络的进步的每一代无线通信网络的进步的核心标志核心标志是什么？是什么？速 度更畅快的更畅快的 速度体验！速度体验！4G网络的定义网络的定义v4G4G通信即第四代移动通信通信即第四代移动通信(The 4th Generation) (The 4th Genera
2、tion) 的的简称。到目前为止简称。到目前为止 4G4G的定义、它的技术参数、国际的定义、它的技术参数、国际标准、网络结构、乃至业务内容依然没有完全统一。标准、网络结构、乃至业务内容依然没有完全统一。v一种较广泛认同的定义：一种较广泛认同的定义：4G4G是一种是一种宽带接入宽带接入和分布和分布 式的式的全全ipip架构架构网络，是网络，是集成多功能集成多功能的宽带移动通信系的宽带移动通信系统。统。4G网络的官方描述网络的官方描述v20082008年年2 2月，国际电信联盟（月，国际电信联盟（ITUITU）发出通函，向各国和各标准化组织发出通函，向各国和各标准化组织征集征集IMT-Advanc
3、edIMT-Advanced（4G4G的标准族）的标准族）技术提案。技术提案。IMT-AIMT-A就是就是4G4G。IMT-AIMT-A技术的目标峰值速率为：低速移动、热点覆盖场景下技术的目标峰值速率为：低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s1Gbit/s，高速移动、广域覆盖场景下，高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s100Mbit/s。4G网络技术概述网络技术概述什么是什么是4G4G网络网络14G4G网络的特点网络的特点24G网络的特点网络的特点（1 1）多网络融合：多种无线通信技术系统共存；）多网络融合：多种无线通信技术系统共存；（2 2）全）全ipip化网络：从单纯的电路交换向分组
4、交换过化网络：从单纯的电路交换向分组交换过 渡，并最终演变为基于分组交换的全网络；渡，并最终演变为基于分组交换的全网络；（3 3）用户容量更大：预计其容量为）用户容量更大：预计其容量为3G3G系统的系统的1010倍；倍；（4 4）无缝的全球覆盖：用户可在任何时间、任何地）无缝的全球覆盖：用户可在任何时间、任何地 点使用无线网络；点使用无线网络；4G网络的特点网络的特点（5 5）带宽更宽：更高的单位信道带宽和频谱传输效率；）带宽更宽：更高的单位信道带宽和频谱传输效率；（6 6）智能灵活性：用户的无线网络可以通过其他网络）智能灵活性：用户的无线网络可以通过其他网络扩展其应用业务，自适应地变换不同信
5、道，提供更高扩展其应用业务，自适应地变换不同信道，提供更高质量和个性化的服务；质量和个性化的服务；（7 7）兼容性：兼容多种制式的通讯协议和终端应用环）兼容性：兼容多种制式的通讯协议和终端应用环境，及各种终端硬件设备。境，及各种终端硬件设备。4G网络的特点网络的特点4G4G网络必须实现更灵活的兼容性网络必须实现更灵活的兼容性4G网络技术概述网络技术概述什么是什么是4G4G网络网络14G4G网络的特点网络的特点24G4G网络的主要技术网络的主要技术34G技术性能技术性能4G4G性能性能性能性能无缝覆盖无缝覆盖多网兼容多网兼容多网兼容多网兼容传输速度传输速度传输速度传输速度LTELTE、WIMAX
6、WIMAX4G技术的演进过程技术的演进过程4G4G网络是网络是蜂窝移动技术宽带化蜂窝移动技术宽带化和和无线宽带技术移动化无线宽带技术移动化的汇聚点的汇聚点脱胎于脱胎于3G的的B3G（准（准4G）技术）技术 2008 2008年，美国高通电信公司放弃了年，美国高通电信公司放弃了UMBUMB技术研发，转为技术研发，转为LTELTE的研发。至此，有望成为的研发。至此，有望成为4G4G标准的技术主要是标准的技术主要是LTELTE和和WIMAXWIMAX。3G3G技术技术B3GB3G技术技术LTE（ Long Term Evolution）vLTELTE（long term evolutionlong
7、term evolution），即长期演进技术。始于），即长期演进技术。始于20042004年年3GPP3GPP的多伦多会议。它改进并增强了的多伦多会议。它改进并增强了3G3G的空中接入技术，采用的空中接入技术，采用OFDMOFDM（正（正交频分复用技术）和交频分复用技术）和MIMOMIMO（多入多出技术）作为其无线网络演进的（多入多出技术）作为其无线网络演进的技术方式。实现在技术方式。实现在20MHz20MHz频谱带宽下提供下行频谱带宽下提供下行326Mbit/s326Mbit/s与上行与上行86Mbit/s86Mbit/s的峰值速率。的峰值速率。vLTELTE并非等同于并非等同于4G4G，
8、而是一种，而是一种B3GB3G技术，其技术，其300300多兆的速度虽然远超多兆的速度虽然远超3G3G，但与，但与ITUITU提出的提出的1Gbit/s1Gbit/s的的4G4G技术要求，还有距离。技术要求，还有距离。LTELTE常被称为常被称为3.9G3.9G。LTE的演进过程的演进过程GSM-GPRS-EDGE-WCDMA -HSPA-HSPA+-LTE长期演进 传输速度分别是：传输速度分别是： GSM：9.6Kbps GPRS：171.2Kbps EDGE：384Kbps WCDMA：384Kbps2Mbps HSDPA：14.4Mbps HSUPA：5.76Mbps HSDPA+：42
9、Mbps HSUPA+：22Mbps LTE：300MbpsLTE体系的进一步发展体系的进一步发展 LTE LTE根据其具体实现细节、采用技术手段和研发组织的根据其具体实现细节、采用技术手段和研发组织的差别，形成了许多分支，最主要的两大分支是差别，形成了许多分支，最主要的两大分支是LTE-TDDLTE-TDD（TDTD-LTE-LTE）和）和LTE-FDDLTE-FDD（FD-LTEFD-LTE）。其中，）。其中，TDTD和和FDFD分别代表时分分别代表时分双工和频分双工。双工和频分双工。 TD-LTE TD-LTE是中国采用的是中国采用的LTELTE的技术方案，目前正由中国移的技术方案，目前
10、正由中国移动在部分城市进行商业试运营，预计成为未来中国的动在部分城市进行商业试运营，预计成为未来中国的4G4G标准。标准。WIMAXvWiMaxWiMax（Worldwide Interoperability for Microwave Worldwide Interoperability for Microwave AccessAccess）, ,即全球微波互联接入。即全球微波互联接入。WiMAXWiMAX也叫也叫8028021616无线无线城域网或城域网或802.16802.16。WiMAXWiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数
11、据传输距离最远可达能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km50km。 802.16802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围工作的频段采用的是无需授权频段，范围在在2GHz2GHz至至 66GHz66GHz之间。之间。4G技术性能技术性能4G4G性能性能性能性能无缝覆盖无缝覆盖多网兼容多网兼容多网兼容多网兼容传输速度传输速度传输速度传输速度LTELTE、WIMAXWIMAXAll-ipAll-ip架构架构4G网络的网络的all-ip网络架构网络架构All-ipAll-ip结构具有良好的可兼容性，便于结构具有良好的可兼容性，便于4G4G网络的多网融合；网络的多网融合；all
12、-ip网络抽象模型网络抽象模型All-ipAll-ip结构可以发挥出分组交换中结构可以发挥出分组交换中QoSQoS控制等优势，比电路控制等优势，比电路交换网络具有更高的服务质量，分层特点具有更好的可重交换网络具有更高的服务质量，分层特点具有更好的可重用性，降低基站成本。用性，降低基站成本。4G技术性能技术性能4G4G性能性能性能性能无缝覆盖无缝覆盖多网兼容多网兼容多网兼容多网兼容传输速度传输速度传输速度传输速度LTELTE、WIMAXWIMAXAll-ipAll-ip架构架构4G4G移动终端移动终端4G对手机的要求对手机的要求 4G 4G通信终端需要能在数字蜂窝网、无线局域网（通信终端需要能在
13、数字蜂窝网、无线局域网（WLANWLAN）无线城域网（无线城域网（WIMAXWIMAX）、卫星信号之间自由切换。）、卫星信号之间自由切换。实现实现4G标准的主要技术手段标准的主要技术手段1 1、正交频分复用技术（、正交频分复用技术（OFDMOFDM） 将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。2 2、多入多出技术（、多入多出技术（MIMOMIMO） 又称空间分集，实现同时收发同一信号的多个多分信号，提高又称空间分集，实现同时收发同一信号的多个多分
14、信号，提高传输效率，用于移动终端与基站之间。传输效率，用于移动终端与基站之间。实现实现4G标准的主要技术手段标准的主要技术手段3 3、智能天线技术（、智能天线技术（SASA） 采用天线阵列，根据信号的空间特性，能够自适应调整加权值，采用天线阵列，根据信号的空间特性，能够自适应调整加权值，以调整其方向圆图，形成多个自适应波束，达到抑制干扰、提取信以调整其方向圆图，形成多个自适应波束，达到抑制干扰、提取信号的目的。号的目的。4 4、软件无线电技术（、软件无线电技术（ SWR SWR ） 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为
15、依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。面向用途的电台设计方法中解放出来。4G网络技术概述网络技术概述什么是什么是4G4G网络网络14G4G网络的特点网络的特点24G4G网络的主要技术网络的主要技术34G4G网络的安全问题网络的安全问题44G网络面临的安全问题网络面临的安全问题1 1、无线链路的安全问题；、无线链路的安全问题；2 2、各种异构网络的存在，凸显、各种异构网络的存在，凸显“木板效应木板效应”；3 3、不同技术平台、不同制式的网络自由切换，给数据、不同技术平台、不同制式的网络
16、自由切换，给数据库同步带来新挑战；库同步带来新挑战；4 4、移动终端的性能的提升给终端病毒带来了更大的生、移动终端的性能的提升给终端病毒带来了更大的生成空间；成空间；5 5、计费、审计、授权、访问控制、认证都需要突破单、计费、审计、授权、访问控制、认证都需要突破单一网络框架内的设计。一网络框架内的设计。4G网络技术概述网络技术概述什么是什么是4G4G网络网络14G4G网络的特点网络的特点24G4G网络的主要技术网络的主要技术34G4G网络的安全问题网络的安全问题44G4G网络的现状及未来网络的现状及未来54G的发展现状的发展现状u 2010 2010年年5 5月月2525日，爱立信和瑞典运营商
17、日，爱立信和瑞典运营商TeliaSoneraTeliaSonera在在斯德哥尔摩启动全球首个斯德哥尔摩启动全球首个LTELTE商用站点。商用站点。u 截止到截止到20122012年年2 2月，全球在欧洲、南美、中东和日本月，全球在欧洲、南美、中东和日本先后有先后有5 5家移动通信公司建立了家移动通信公司建立了LTELTE商用服务；商用服务；u 以日本软银公司为例，其以日本软银公司为例，其20122012年初推出的年初推出的“4G4G宽带业宽带业务务”覆盖东京、横滨等几个大城市，其终端设备是肥皂覆盖东京、横滨等几个大城市，其终端设备是肥皂盒大小的小型盒大小的小型wifiwifi路由器，允许最多路
18、由器，允许最多1010个用户同时接入，个用户同时接入，传输下行速率为传输下行速率为76Mbit/s,76Mbit/s,上行上行10Mbit/s10Mbit/s。4G的发展现状的发展现状u 北美地区主要采用北美地区主要采用WIMAXWIMAX技术标准，事实上，技术标准，事实上，WIMAXWIMAX技技术的商业起步很早，术的商业起步很早，20052005年，全球运营商加入年，全球运营商加入WIMAXWIMAX联联盟的已有盟的已有300300多个，但这与多个，但这与4G4G的概念还相差甚远。主要的概念还相差甚远。主要是是WIMAXWIMAX的用户终端设备很局限，基本以笔记本移动用的用户终端设备很局限
19、，基本以笔记本移动用户为主。户为主。u 在商用在商用WIMAXWIMAX性能上，性能上，以美国以美国SPRINTSPRINT公司一款基于公司一款基于WIMAXWIMAX的无线宽带套餐为例，其网络覆盖了全美的无线宽带套餐为例，其网络覆盖了全美6262个城个城市，最高速率可达市，最高速率可达10Mbit/s10Mbit/s以上。以上。中国的商用中国的商用4G业务业务u 我国的我国的4G4G业务主要以中国移动推出的业务主要以中国移动推出的TD-LTETD-LTE技术为主，技术为主，20122012年已在杭州进行小范围试运行，中国移动在年已在杭州进行小范围试运行，中国移动在20132013年年实现实现
20、TD-SCDMATD-SCDMA向向TD-LTETD-LTE的平滑过度，并建立的平滑过度，并建立TD_LTETD_LTE基站基站2020万个以上。正式的万个以上。正式的4G4G商用服务已在商用服务已在20122012年底在香港推年底在香港推出。出。4G的未来的未来u 泛在网（泛在网（4G4G技术的多网融合网络）是必然趋势技术的多网融合网络）是必然趋势4G的未来的未来u 由于由于4G4G技术的复杂性和成熟度，短期内将处于技术的复杂性和成熟度，短期内将处于“群雄群雄割据割据”的局面；的局面；u由于由于4G4G理念包含了大量非技术因素（经济利益、政治理念包含了大量非技术因素（经济利益、政治利益、国家安全等），短期内无法实现真正意义上的全利益、国家安全等），短期内无法实现真正意义上的全球覆盖无缝接入的球覆盖无缝接入的4G4G网路。网路。u未来未来1010年内的网络通信将处于年内的网络通信将处于2G2G、3G3G、4G4G并存的时代。并存的时代。u由于我国的商业由于我国的商业3G3G技术刚刚应用不久，技术刚刚应用不久，4G4G的民用时代的民用时代还有一个过程。还有一个过程。
